Здравствуйте! На данный момент портал работает в режиме тестирования.
мама
123
Биомед ИТ и электроника Новости

Создан бесплатный веб-сервис для глубинного изучения биологических процессов в клетках

Ученые из России, Канады, США и Германии разработали веб-сервис GAM (Genes and Metabolites), позволяющий комплексно подойти к изучению биологических процессов в клетках, сообщила пресс-служба Университета ИТМО.

С помощью сервиса можно обнаружить связь между изменениями в метаболизме и генах, что позволяет ученым сделать выводы о том, как функционируют клетки иммунной системы или, например, опухоли – биологические объекты, в которых метаболическая регуляция играет важную роль. Эту информацию можно применить для разработки лекарств против аутоиммунных заболеваний и рака. Результаты работы группы ученых были опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.


В Университете ИТМО создали уникальную систему определения возраста по анализу крови


«Наш сервис – серьезная помощь биологам и иммунологам, которые исследуют влияние метаболизма на клинические изменения. В предыдущих исследованиях мы показали высокую эффективность разработанного нами алгоритма и подтвердили результаты программного анализа экспериментально. Большое число научных групп обращалось к нам за помощью, поэтому сотрудник Университета ИТМО Алексей Сергушичев создал веб-сервис, чтобы ученые могли самостоятельно воспользоваться программой», – рассказал про сервис научный руководитель проекта, профессор Университета Вашингтона в Сент-Луисе Максим Артемов.

Сегодня не существует эффективных и доступных программных средств, которые способны комплексно анализировать гены и метаболиты (простые низкомолекулярные вещества, вовлеченные в обмен веществ). По этой причине, разработка ученых может существенно продвинуть исследования биологов и фармакологов. К примеру, процессы, происходящие внутри раковых клеток можно также изучить с помощью веб-сервиса. Ещё он может помочь составить подробную карту метаболических путей в таких клетках и выявить механизмы развития опухоли. Без глубинного понимания подобных процессов борьба с раком очень затруднительна.

В своей предыдущей работе ученые, используя созданный алгоритм, показали, что замедление определенных процессов метаболизма в раковых клетках способно снизить темпы роста опухоли. Сейчас любой желающий может воспользоваться программой и сервис уже используют десятки биологических лабораторий и фармацевтических компаний.


Сибирские ученые разработали наноразмерные агенты, которые заставляют клетки рака голодать


По причине того, что метаболизм играет ключевую роль в работе иммунной системы, GAM-сервис может быть применен для изучения аутоиммунных патологий, при которых иммунную систему нужно, наоборот, деактивировать, поскольку она атакует здоровые ткани. Многие подобные заболевания являются хроническими и приводят к серьёзным патологиям внутренних органов. Помимо метаболизма, на баланс иммунной системы значительно влияет активность (экспрессия) генов.

569701Сервис сравнивает исходные данные по концентрациям метаболитов и экспрессии генов с базами KEGG, в которых описано большинство биологических процессов в стандартном состоянии. После он строит граф, вершинами которого являются те из веществ, которые претерпели серьезные изменения, а ребрами – путь их превращения в ходе химических реакций. Для каждой вершины определяется вес – показатель значимости метаболита в общем процессе, зависящий от отклонения его концентрации от нормы.

Вследствие этого, можно определить процессы в клетке с помощью анализа двух её состояний: контрольного (нормального) и при воздействии внешнего фактора. Например, ранее ученые проследили, как происходит активация и перестройка макрофагов (клеток иммунной системы) при появлении возбудителя инфекции.


В Университете ИТМО создали материал из наночастиц магнетита для адресной доставки лекарств


Ключевое преимущество сервиса — его доступность, так как сервис абсолютно бесплатный, также он не требует установки и интуитивно понятен пользователю. Любой сможет просто воспользоваться им вместо того, чтобы самостоятельно получать доступ к специальному программному обеспечению и базам KEGG.

Метод хорошо подходит для нецелевого анализа сети реакций в том случае, когда неизвестно, какие закономерности нужно обнаружить. Также он помогает обнаружить сигнальные вещества, от которых иммунная система получает информацию об изменениях в метаболизме, и изучить их роль во внутриклеточных процессах. Совместный анализ экспрессии генов и изменений концентраций метаболитов сужает зону поиска и позволяет выделить из сложной сети реакций фрагмент, который понятен исследователям.

Об авторе

Сергей Кобяков

Сергей Кобяков